1. Fluida Statis
Fisikastudycenter.com- Contoh Soal dan
Pembahasan tentang Fluida Statis, Materi
Fisika kelas 2 SMA. Cakupan : tekanan
hidrostatis, tekanan total, penggunaan
hukum Pascal, bejana berhubungan,
viskositas, kecepatan terminal dan hukum
Archimedes.
Soal No. 1
Seekor ikan berada pada kedalaman 15
meter di bawah permukaan air.
Jika massa jenis air 1000 kg/m3
,
percepatan gravitasi bumi 10 m/s2
dan
tekanan udara luar 105
N/m, tentukan :
a) tekanan hidrostatis yang dialami ikan
b) tekanan total yang dialami ikan
Pembahasan
a) tekanan hidrostatis yang dialami ikan
b) tekanan total yang dialami ikan
Soal No. 2
Seorang anak hendak menaikkan batu
bermassa 1 ton dengan alat seperti gambar
berikut!
Jika luas penampang pipa besar adalah 250
kali luas penampang pipa kecil dan
tekanan cairan pengisi pipa diabaikan,
tentukan gaya minimal yang harus
diberikan anak agar batu bisa terangkat!
Pembahasan
Hukum Pascal
Data :
F1 = F
F2 = Wbatu = (1000)(10) = 10000 N
A1 : A2 = 1 : 250
Soal No. 3
Sebuah dongkrak hidrolik digunakan
untuk mengangkat beban.
Jika jari-jari pada pipa kecil adalah 2 cm
dan jari-jari pipa besar adalah 18 cm,
tentukan besar gaya minimal yang
diperlukan untuk mengangkat beban 81
kg !
Pembahasan
Data:
m = 250 kg
r1 = 2 cm
r2 = 18 cm
w = mg = 810 N
F =….
Jika diketahui jari-jari (r) atau diameter
(D) pipa gunakan rumus:

2. Diperoleh
Soal No. 4
Pipa U diisi dengan air raksa dan cairan
minyak seperti terlihat pada gambar!
Jika ketinggian minyak h2 adalah 27,2 cm,
massa jenis minyak 0,8 gr/cm3
dan massa
jenis Hg adalah 13,6 gr/cm3
tentukan
ketinggian air raksa (h1)!
Pembahasan
Tekanan titik-titik pada cairan yang berada
pada garis vertikal seperti ditunjukkan
gambar diatas adalah sama.
Soal No. 5
Sebuah benda tercelup sebagian dalam
cairan yang memiliki massa jenis 0,75
gr/cm3
seperti ditunjukkan oleh gambar
berikut!
Jika volume benda yang tercelup adalah
0,8 dari volume totalnya, tentukan massa
jenis benda tersebut!
Pembahasan
Gaya-gaya yang bekerja pada benda diatas
adalah gaya berat yang berarah ke bawah
dan gaya apung / gaya Archimides dengan
arah ke atas. Kedua gaya dalam kondisi
seimbang.
Perahu tradisional; Prinsip gaya
Archimedes.
Soal No. 6
Seorang anak memasukkan benda M
bermassa 500 gram ke dalam sebuah gelas
berpancuran berisi air, air yang tumpah
ditampung dengan sebuah gelas ukur
seperti terlihat pada gambar berikut:

3. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10
m/s2
tentukan berat semu benda di dalam
air!
Pembahasan
Data :
mb = 500 g = 0,5 kg
mf = 200 g = 0,2 kg
Berat benda di fluida (berat semu) adalah
berat benda di udara dikurangi gaya apung
(Archimides) yang diterima benda.
Besarnya gaya apung sama besar dengan
berat fluida yang dipindahkan yaitu berat
dari 200 ml air = berat dari 200 gram air
(ingat massa jenis air = 1 gr/cm3
= 1000
kg/m3
).
Soal No. 7
Perbandingan diameter pipa kecil dan pipa
besar dari sebuah alat berdasarkan hukum
Pascal adalah 1 : 25. Jika alat hendak
dipergunakan untuk mengangkat beban
seberat 12000 Newton, tentukan besar
gaya yang harus diberikan pada pipa kecil!
Pembahasan
D1 = 1
D2 = 25
F2 = 12000 N
Soal No. 8
Sebuah pipa U diisi dengan 3 buah zat cair
berbeda hingga seperti gambar berikut
Jika ρ1, ρ2 dan ρ3 berturut-turut adalah
massa jenis zat cair 1, 2 dan 3 dan h1, h2, h3
adalah tinggi masing-masing zat cair
seperti nampak pada gambar di atas,
tentukan persamaan untuk menentukan
massa jenis zat cair 1.
Pembahasan
PA = PB
P1 = P2 + P3
ρ1 g h1 = ρ2 g h2 + ρ3 g h3
dengan demikian
ρ1 h1 = ρ2 h2 + ρ3 h3
Sehingga
ρ1 = (ρ2 h2 + ρ3 h3) : h1
Soal No. 9
Sebuah pipa U diisi dengan 4 buah zat cair
berbeda hingga seperti gambar. Tentukan

4. persamaan untuk menentukan besarnya
massa jenis zat cair 1
Pembahasan
PA = PB
P1 + P4 = P2 + P3
ρ1 g h1 + ρ4 g h4 = ρ2 g h2 + ρ3 g h3
g bisa dicoret sehingga didapatkan
ρ1 h1 + ρ4 h4 = ρ2 h2 + ρ3 h3
ρ1 h1 = ρ2 h2 + ρ3 h3 - ρ4 h4
Sehingga
ρ1 = ( ρ2 h2 + ρ3 h3 - ρ4 h4) : h1
Soal No. 10
Sebuah benda berbentuk balok berada
pada bejana yang berisikan air dan
minyak. 50% dari volum balok berada di
dalam air, 30% berada dalam minyak
seperti terlihat pada gambar berikut.
Tentukan massa jenis balok tersebut
Diketahui massa jenis air adalah 1 g/cm3
dan massa jenis minyak 0,8 g/cm3
Pembahasan
a) Gaya-gaya yang bekerja pada balok
adalah sebagai berikut:
Berat benda
w = mg
Karena massa benda belum diketahui,
masukkan m = ρ vB sehingga w = ρ v g
dengan vB adalah volum balok.
Gaya ke atas yang bekerja pada balok
oleh air
Fair = ρa va g
dengan va adalah volume air yang
dipindahkan atau didesak oleh balok
(50%v = 0,5 vB).
Gaya ke atas yang bekerja pada balok
oleh minyak
Fm = ρm vm g
dengan vm adalah volume minyak yang
dipindahkan atau didesak oleh balok (30%
vB = 0,3 vB).
Gaya yang arahnya ke atas sama dengan
gaya yang arahnya ke bawah:
Soal No. 11
Perhatikan gambar berikut, air berada
dalam sebuah pipa kapiler dengan sudut
kontak sebesar θ.

5. Jika jari-jari pipa kapiler adalah 0,8 mm,
tegangan permukaan air 0,072 N/m dan
cos θ = 0,55 tentukan tentukan ketinggian
air dalam pipa kapiler! (g = 10 m/s2
, ρair =
1000 kg/m3
)
Pembahasan
Data soal:
r = 0,8 mm = 0,8 × 10−3
m
cos θ = 0,55
γ = 0,072 N/m
g = 10 m/s2
ρair = 1000 kg/m3
h = ....
Rumus kenaikan zat cair pada suatu pipa
kapiler
Masuk datanya
Soal No. 12
Sebuah pipa vertikal terpasang di
dalamnya sebuah pegas dan sebuah
penampang lingkaran dari karet berjari-jari
10 cm seperti terlihat pada gambar berikut.
Suatu zat cair dengan massa jenis 800
kg/m3
kemudian dimasukkan ke dalam
pipa hingga setinggi 35 cm. Pegas tertekan
ke bawah hingga posisinya setinggi h. Jika
konstanta pegas adalah 200 N/m dan
percepatan gravitasi 10 m/s2
tentukan nilai
h!
Pembahasan
Tentukan dulu perubahan panjang pegas
akibat diisinya pipa dengan cairan:
Gaya dari pegas = Gaya dari zat cair
Dengan demikian h = 50 cm − 44 cm = 6
cm
Soal No. 13
Sebuah kelereng dengan jari-jari 0,5 cm
jatuh ke dalam bak berisi oli yang
memiliki koefisien viskositas 110 × 10−3
N.s/m2
. Tentukan besar gesekan yang
dialami kelereng jika bergerak dengan
kelajuan 5 m/s!
Pembahasan
Data:
r = 0,5 cm = 5 × 10−3
m
η = 110 × 10−3
N.s/m2
ν = 5 m/s
Ff =.....

6. Benda yang bergerak dalam fluida akan
mengalami gesekan. Besar gesekan yang
terjadi jika benda bentuknya BOLA
dirumuskan:
dimana
Ff = gaya gesekan di dalam fluida
η = koefisien viskositas fluida
r = jari-jari benda
ν = kecepatan gerak benda
sehingga besarnya gesekan
Soal No. 14
Sebuah gotri yang berjari-jari 5,5 × 10−3
m
terjatuh ke dalam oli yang memiliki massa
jenis 800 kg/m3
dan koefisien
viskositasnya 110 × 10−3
N.s/m2
. Jika
massa jenis gotri 2700 kg/m3
, tentukan
kecepatan terbesar yang dapat dicapai gotri
dalam fluida!
Pembahasan
Data:
Bendanya gotri, berbentuk bola.
r = 5,5 × 10−3
ρb = 2700 kg/m3
Fluidanya oli.
ρf = 800 kg/m3
η = 110 × 10−3
N.s/m2
νT =.....?
Kecepatan terbesar yang dicapai gotri
dalam fluida dinamakan kecepatan
terminal atau νT. Rumus kecepatan
terminal untuk benda berbentuk bola:
sehingga:
Soal No. 15
Sebuah balok yang memiliki massa 4 kg
dan volume 5 × 10−4
m3
berada di dalam
air digantung menggunakan sebuah pegas
seperti gambar berikut.
Jika massa jenis air 1000 kg/m3
dan
konstanta pegasnya 140 N/m maka
pertambahan panjang pegas ditinjau dari
saat pegas tanpa beban adalah....
A. 15 cm
B. 20 cm
C. 25 cm
D. 30 cm
E. 35 cm
Pembahasan
Gaya-gaya yang bekerja pada balok yaitu
gaya berat balok w = mbg arahnya ke
bawah, gaya angkat yang berasal dari air
Fa = ρagVa arahnya ke atas, dan gaya pegas
Fp = kΔx arahnya ke atas. Ketiganya dalam
kondisi seimbang.

7. Karena seluruh balok berada di dalam air,
maka volume air yang dipindahkan sama
dengan volume balok. Dengan massa jenis
air ρa =1000 kg/m3
dan g = 10 m/s2
diperoleh hasil: